[發(fā)明專利]AgWC(T)/CuC(X)觸頭材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110976887B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 楊叢濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱東大高新材料股份有限公司
• 主分類號: B22F7/02
• 分類號: B22F7/02;B22F3/02;B22F3/04;B22F3/10;B22F3/18;B22F3/20;B22F3/24;B22F3/26;B22F9/04;C21D9/00;C22C5/06;C22C9/00;C22C29/08;C22C32/00;C
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司 23101
• 代理人: 吳振剛

本發(fā)明提供一種斷路器用AgWC(T)CuC(X)觸頭材料及其制備方法。觸頭材料具有銀合金層和銅合金層，銀合金層以重量百分比計，其組成為：碳化鎢：25?60％；T添加物：0.1?2％；Ag：余量，T添加物為Fe、Co、Ni中的一種或幾種任意比例混合；銅合金層以重量百分比計，其組成為：碳：0.5?4％；X添加物：0.1?1％；Cu：余量，X添加物為Al、Zr、La、Ce、Se、Te、Bi、Ti中的一種或幾種任意比例混合。制備方法分別采用熔滲法，再氬弧焊封邊熱軋。本發(fā)明即保持了AgWC的耐電弧燒蝕能力，又能夠在AgWC被電弧燒蝕干凈的情況下不發(fā)生熔焊，在安全可靠的基礎上實現了節(jié)銀的目的。

技術領域

本發(fā)明涉及一種電器用觸頭材料的制造領域，具體涉及一種AgWC(T)/CuC(X)觸頭材料及其制備方法。

背景技術

觸頭是低壓電器的核心元件，起著接通、載流和分斷電流的作用。觸頭材料的發(fā)展一直伴隨著各種節(jié)銀方法的實施，其中最普遍的就是采用銀合金/銅復合的方式節(jié)銀，一般可節(jié)銀50％以上，但是當銀合金層被電弧燒蝕干凈后，銅層由于不具有抗熔焊性，成了不可靠的因素，所以斷路器用觸頭幾乎無法使用銀合金/銅復合觸頭。CuC合金，高熔點C(其熔點超過3000℃)的加入能夠提高Cu基體的抗熔焊性，C的含量越高抗熔焊性越強，但同時高含量C會造成材料韌性的下降，由于熱軋復合的變形量要大于50％，低韌性的CuC會開裂，無法實現與銀合金層的熱軋復合。

發(fā)明內容

基于以上不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種AgWC(T)/CuC(X)觸頭材料，本材料可靠性高、節(jié)省銀。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現的：一種AgWC(T)/CuC(X)觸頭材料，具有銀合金層和銅合金層的兩層結構，

所述的銀合金層以重量百分比計，其組成為：碳化鎢：25-60％；T添加物：0.1-2％；Ag：余量，所述的T添加物為Fe、Co、Ni中的一種或幾種任意比例混合；

所述的銅合金層以重量百分比計，其組成為：碳：0.5-4％；X添加物：0.1-1％；Cu：余量，所述的X添加物為Al、Zr、La、Ce、Se、Te、Bi、Ti中的一種或幾種任意比例混合。

本發(fā)明的另一目的是提供一種AgWC(T)/CuC(X)觸頭材料的制備方法，步驟如下：

S1、AgWC(T)板材制備

按配方將平均粒度為0.5-3μm的碳化鎢粉和-200目T添加物粉以及占全部銀重量的50％的銀粉，球磨混合；將混合后的銀合金粉料壓制成板料，再在還原性氣氛下燒結，將剩余重量的銀和燒結后的板料進行熔滲；將熔滲后的銀合金板材進行熱軋得到AgWC(T)板材；最后對AgWC(T)板材噴砂；

AgWC觸頭材料具有良好的耐電弧燒蝕能力，其制備工藝需將高熔點(2867℃)的WC制備成多孔骨架，利用毛細管力將液態(tài)Ag滲入到骨架中來實現；添加物T的加入能夠降低液態(tài)Ag與WC之間的潤濕角，從而保證熔滲的質量、避免微小孔隙的殘留。

S2、CuC(X)板材制備

按配方將平均粒度為0.5-3μm的C粉和-200目X添加物粉以及-200目的銅粉球磨混合，將混合均勻的銅合金粉進行冷等靜壓制成銅合金壓坯；將銅合金壓坯在保護下燒結；將燒結后的銅合金壓坯進行熱擠壓得到CuC(X)板材；最后對CuC(X)板材噴砂；

本發(fā)明在CuC中加入了一定量的X添加元素，能夠改善Cu、C之間的界面結合強度，從而在保證CuC(X)材料的抗熔焊性的前提下，提高了基體的韌性，使銅合金層在與銀合金層熱軋復合時能夠保證有足夠的變形量而不開裂，最終實現銅合金層在銀合金層的復合。

S3、將AgWC(T)與CuC(X)板材噴砂面貼合，兩個側邊用氬弧焊封邊；將封邊的板材進行熱軋；將熱軋后的板料進行擴散退火，再進行冷軋，冷軋后的板料退火；得到AgWC(T)/CuC(X)觸頭材料。